Entwodiksyon
Teknoloji entegre die-casting ofri avantaj tankou efikasite pwodiksyon segondè ak pri fabrikasyon ki ba. Kounye a nan yon faz nan devlopman rapid, li kenbe potansyèl pou pwodwi plizyè konpozan gwo, senplifye estrikti kò, ak revolisyon pwosesis manifakti kò [1]. Planche dèyè entegre mouri-caste a konsolide plis pase 70 pati orijinal yo nan yon sèl eleman, sa ki diminye anpil pwa machin ak amelyore efikasite pwodiksyon an. Mwazi, pwosesis, machin mouri-distribisyon, ak chalè-tretman-materyèl gratis konstitye kat teknoloji debaz yo nan entegre mouri-casting [2-3]. Die-machin depoze espesyalman refere a gwo-machin echèl ak fòs blocage ki depase 60,000 kN [4]. Chalè -tretman-materyèl gratis yo itilize prensipalman jodi a se gwo -fòs, segondè-alyaj aliminyòm jete [5], li te ye pou gwo fòs espesifik yo, ekselan castability, pri modere, ak estati kòm materyèl prensipal pou aktyèl konpozan otomobil ki jete yo [6-7].
Domestik gwo aliminyòm mouri-casting fè fas a defi a nan diminye pousantaj sede ak ogmante konpleksite entegrasyon. Faktè kle ki afekte pousantaj kalifikasyon yo enkli:
1. Kalite enstab nan pwen chaj-pote kritik yo: Sifas enstalasyon pou gwo fò won absòbe chòk, subframes, ak poto C-yo mande gwo pwopriyete mekanik. Zòn sa yo souvan difisil pou echantiyon tès yo, yo pa dwe gen ladan porositë entèn ki depase estanda, epi yo dwe gratis nan fèmen frèt deyò. Miyò, sifas enstalasyon poto C-tou pre kwen tiwon an gen tandans fè fèmen frèt.
2. Dimansyon enstab nan sifas akouple kritik: Mens-sifas enstalasyon panèl bò miray ranpa nan kwen an depoze yo sansib a deformation anndan oswa deyò, oswa menm trese (devan deyò, dèyè deyò). Sa a konpwomèt estabilite apre kwazman ak pati kontrepati epi li ka lakòz yon move aliyman twou pre-fòme, ki mennen nan echèk machining [8-15].
Etid sa a itilize simulation pou predi defo nan yon eleman etaj dèyè entegre mouri-jete ak optimize sistèm pòtay ak debòde pou amelyore kalite entèn, vize bay yon referans pou konsepsyon gwo depoze menm jan an.
1 Karakteristik estriktirèl ak Kondisyon Teknik
Distribisyon etaj dèyè a konstitye seksyon etaj la dèyè lòj pasaje yo, entegre konpozan tankou tiwon dèyè gòch/dwa, travès longitudinal dèyè, travès, plak koneksyon etaj, ak ranfòsman travès enteryè. Distribisyon an gen dimansyon jeneral 1,630 mm × 1,624 mm × 666 mm, yon mas 63 kg, yon epesè miray mwayèn nan 3 mm, ak yon zòn projetée nan 23,000 cm². Akòz gwo gwosè li yo, mi mens, ak kondisyon espas enpòtan yo, tan sik long, ak risk distòsyon ki asosye ak tretman chalè, gen yon -tretman chalè-alyaj aliminyòm gratis obligatwa.
Pwosesis SPR (Self-Piercing Riveting) apwopriye pou rantre frèt materyèl asye-aliminyòm diferan [8]. Kontinwe, pwent devan ak dèyè Distribisyon an konekte nan etaj la devan ak asanble etaj dèyè, respektivman, atravè SPR. Timon yo gòch ak dwa tou kapab konekte nan panno yo bò atravè SPR. Pandan ke kat kwen sa yo pa zòn prensipal kote yo pote chay-nan etaj la dèyè, yo mande pou sele segondè ak entegrite koneksyon, ki koresponn ak kondisyon pou plat ak gwo fòs -diverite nan materyèl la.
Kondisyon pou aparans: Pa gen defo tankou fèmen frèt, fant, ak chips.
Kondisyon pou pèfòmans materyèl (pre-kwit):
Kote SPR (Echantiyon kò): Fòs Tensile ki pi gran pase oswa egal a 215 MPa, Sede fòs ki pi gran pase oswa egal a 115 MPa, elongasyon ki pi gran pase oswa egal a 12%, ang koube pi gran pase oswa egal a 20 degre.
Mwatye dèyè Wheelhouse (yon ti kras pi ba): Fòs Tensile ki pi gran pase oswa egal a 215 MPa, Sede fòs ki pi gran pase oswa egal a 110 MPa, elongasyon ki pi gran pase oswa egal a 6%, ang koube pi gran pase oswa egal a 20 degre.
Lòt Zòn: Egzijans elongasyon ant 6% ak 12%.
Lè nou konsidere inomojeneite nannan pwopriyete mekanik nan echantiyon kò mouri-, reyalize pwopriyete mekanik espesifye toupatou nan zòn deziyen yo se yon defi. Se poutèt sa, tès ban yo oblije verifye pèfòmans kle chaj-pote gwo fò won absòbe chòk ak travès longitudinal [9]. Tès ban yo anjeneral gen ladan tès rezistans ak kraze:
Dirab ak Z-tès kraze direksyon: Simile chaj absòbe chòk dèyè. Tès rezistans vle di chaj se 11.5 kN. Anba Z-direksyon kraze, premye-etap chajman 38 kN mande pou deformation pwen chajman Mwens pase oswa egal a 3 mm; dezyèm etap-chajman 74 kN pa mande pou pa gen okenn fann nan pwen chaj la.
X-tès kraze direksyon: Simile chajman travès longitudinal. Anba fòs chaj inilateral Pi gran pase oswa egal a 206 kN, pa gen okenn fann ak deformation Mwens pase oswa egal a 3 mm dwe rive nan pwen an chaj.
2 Mouri-Design Pwosesis Distribisyon
2.1 Konsepsyon sistèm pòtay
Etaj dèyè devlope a gen yon fenèt koneksyon plak kouvèti devan nan fen devan li. Sepandan, rapò segondè li yo (3.14) ak kote kwen fè sant gating inoporten. Yo te adopte yon sèl -apwòch pòtay bò, ki tipik pou depoze konvansyonèl-distribisyon. Dapre rezilta analiz Magma koule, twa konsepsyon kourè (S1, S2, S3) yo te optimize sekans:
Konsepsyon S1 ak S2 yo itilize yon machin depoze 70,000 kN.
Konsepsyon S3 te itilize yon machin depoze 120,000 kN mouri-, enkòpore ti optimize estriktirèl nan kò a jete, ak ogmante dyamèt plonje, kantite ingate, ak zòn ingate.
2.2 Konble ak Solidifikasyon Simulation analiz
Lojisyèl Magma te simulation pwosesis depoze -dèyè etaj la. Materyèl mwazi te H13 zouti asye; Distribisyon materyèl te C611 segondè -fòs, segondè -segondè alyaj aliminyòm [1]. Paramèt mete: tanperati fonn 680 degre, tanperati plonje 200 degre, tanperati manch piki 250 degre, tanperati mwazi 180 degre. Paramèt piki varye pou chak konplo.
Rezilta analiz Scheme S1:
Nan fen-ranpli-, pozisyon kwen tiwon an te gen tanperati ki pi ba a (~618.6 degre) ak solidifye an premye (fraksyon solid ~1%). Distribisyon aktyèl mande pou pi wo tanperati fonn ak siveyans konsantre sou tanperati sifas mwazi nan rejyon sa a. Akòz varyasyon tanperati mwazi, risk fèmen frèt egziste nan mitan-seksyon tiwon an.
Lè fonn rive nan mwatye kavite dèyè a, zòn koule restriksyon an te lakòz vitès ranpli jiska 60 m / s. De rivyè fonn konvèje nan sant travès la fen. Gwo vitès ki te lakòz fonn toubiyon, kreye yon gwo risk pou fèmen frèt ak fant, diminye pwopriyete mekanik.
Yon diferans etap enpòtan ak miray pi epè tou pre ingate nan gwo bout bwa a longitudinal dèyè lakòz gwo pòch lè izole sou tou de bò. Twou machin nan zòn sa a fè domaj porosite prejidis nan sede.
Apre fonn te antre nan gwo bout bwa a, Distribisyon presyon te ogmante piti piti a 30 MPa. Ki baze sou zòn nan projetée kò Distribisyon (18,136 cm²), sa a te mande yon fòs blocage nan 69,000 kN. Lè ou konsidere yon faktè sekirite nan 1.2 ak ki gen ladan sistèm nan gating (estime zòn projetée ~ 25,000 cm²), fòs la blocage obligatwa te rive nan 90,000 kN, depase kapasite machin nan 70,000 kN.
Rezilta analiz Scheme S2:
Lè w ajoute yon kourè ki anfas tiwon an te redwi tan ranpli tiwon an a 51 ms (vs . 59 ms pou S1). Tan an jeneral ranpli te 86 ms.
Toubisyon nan tou de tiwon yo te pi pwononse. Kontni gaz la te pi wo nan pwen konfluans fonn nan travès la nan fen-de-ranpli, sa ki te kreye gwo risk pou porosite, fant, ak domaj kontraksyon [7].
Pwoblèm koule frèt nan zòn timon an pa te rezoud efektivman.
Rezilta analiz Scheme S3:
Optimize kourè a ki baze sou konplo anvan yo, yo te ajoute pwi debòde nan sant kwen timonisyon an ak sant crossbeam nan fen. Zòn Ingate te ogmante (ki mande pi gwo fòs piki pou kenbe vitès). Te machin blocage fòs à 120,000 kN.
Tanperati kwen Wheelhouse te pi ba pase S1/S2 men tou pre tanperati likidus la. Fonn rive nan ingate yo nan 305 ms (distribisyon te kòmanse soti nan ranpli biskwit), ak yon vitès maksimòm de 60 m / s. Kavite a plen nèt nan 390 ms, pran 85 ms. Distribisyon presyon te 40 MPa.
Ki baze sou sistèm S3 gating projetée zòn nan (25,813 cm²), presyon maksimòm depoze machin nan 120,000 kN te kapab bay te 46.5 MPa, satisfè kondisyon an.
Pwi debòde yo te ajoute bò kote tiwon an amelyore pyèj lè konpare ak S2. Pwoksimite ingate a tou redwi risk porosite.
Konplo S3 te chwazi pou manifakti mwazi.
3 Metòd tès ak rezilta
3.1 Die-Distribisyon Paramèt ak Metòd Tès
Pwodiksyon te itilize yon Lijin 120,000 kN mouri-machin depoze. Alyaj te C611 chalè -tretman-materyèl gratis (konpozisyon chimik satisfè espesifikasyon). Konpare ak materyèl tradisyonèl AlSi10MnMg estriktirèl, chalè -tretman-alyaj gratis ofri pi bon kòm -jete severite, benefisye pou riveting. Tanperati fonn te 680 degre. Vakyòm mwazi dinamik ak fiks te 10 kPa.
Koule Pwosesis: Flite → Soufle - koupe → Fèmti mwazi → Vide → Evakyasyon vakyòm → Piki → Peze lokal → Refwadisman dirèk/Tach refwadisman → Ouvèti mwazi → Ekstraksyon robo → Tcheke entegrite → Trempe dlo → Taye ak redresman → Marking → Manyen robo → Distribisyon Offline → Debavure manyèl → Tcheke Dimansyon → Pwosesisman → Transfè Dimansyon → Pwosesis.
Enspeksyon kalite entèn yo te itilize yon machin enspeksyon radyografi Maice FSC lou -devwa 9-. Yo te premye koupe espesimèn tensile nan kò a depoze kòm ti espas vid (80-100 mm longè, 15-30 mm lajè), Lè sa a, machin nan espesimèn estanda tensile ak yon longè kalib 25 mm.
3.2 Enspeksyon Kalite Entèn
Rezilta enspeksyon reyon X-yo pa montre okenn domaj enpòtan nan porosite nan zòn ki antre yo, nan travès aryè a, oswa nan tibriyon bò kote yo nan depoze etaj dèyè a. Kalite entèn satisfè estanda ASTM E505 Nivo 2. Akòz mi pi epè, patwon twou machin yo te gen tandans fè porosite, ki mande plis chèk pou porositë ekspoze ak konfòmite ak estanda aparans. Tès retansyon chaj pou foure fil oswa pwòp tèt -tapping vis yo te fèt lè l sèvi avèk yon machin tès rupture CMT5305.
3.3 Pwopriyete mekanik Tensile soti nan echantiyon kò
Pwopriyete mekanik yo te teste nan 39 kote sou kò a Distribisyon. Pwen echantiyon yo te distribye simetrik (L: bò gòch kò, R: bò dwat kò), ki kouvri zòn kle yo:
Pozisyon 1-10: Kwen Wheelhouse (bò riveting kwen).
Pozisyon 11-20: Seksyon mwayen Wheelhouse.
Pozisyon 21-23: Ingate zòn (aryè etaj asanble riveting kwen).
Pozisyon 31-34: Rebò koneksyon plak kouvèti devan.
Pozisyon 35-37: Devan etaj riveting kwen nan fen-ranpli a.
Rezilta:
Fòs rupture (TS) ak fòs sede (YS) yo te relativman estab atravè kote yo. Mwayèn TS te 237 MPa; mwayèn YS te 118.9 MPa.
Pwolonjman varye anpil pa kote, an mwayèn sèlman 6.5%, ak kèk pwen pi ba pase 6%. Valè elongasyon an mwayèn enfliyanse pa kote echantiyon ak kantite epi li sèvi sèlman kòm yon referans [9]. Pou konparezon, yon lòt etaj dèyè lè l sèvi avèk menm materyèl la reyalize yon elongasyon mwayèn nan 9%.
Ki baze sou kondisyon inisyal devlopman kliyan an, pwopriyete kò (espesyalman elongasyon nan kèk kote) pa t 'kapab konplètman satisfè. Se poutèt sa, rezilta echantiyon kò pou kont li pa ka kritè a sèl pou kalifikasyon pwodwi. Pèfòmans jeneral la dwe jije dapre tès ban ak rezilta validasyon konplè machin yo.
4 Konklizyon
(1) Lojisyèl Magma yo te itilize pou konsepsyon ak optimize sistèm pòtay la pou Distribisyon etaj dèyè alyaj aliminyòm C611 la. Simulation te revele ke varyasyon siyifikatif epesè miray nan rejyon etap yo, konbine avèk tanperati ki ba fonn ap koule tankou dlo nan zòn sa yo, kreye risk pou lè pyèj, fèmen frèt, ak fant. Analiz de pwesyon ranpli nan rejyon crossbeam nan fen endike ke yon machin mouri -casting ak yon fòs fixation depase 90,000 kN nesesè pou fòme nèt sou planche dèyè a.
(2) Chwazi yon 120,000 kN mouri-casting machin pou pwodiksyon, makonnen ak simulation-optimize ki baze sou, efektivman elimine porosite ak defo porosite kontraksyon. Sepandan, fant ki gen tandans rive nan zòn tranzisyon estriktirèl ak zòn ki gen varyasyon enpòtan epesè miray afekte pwopriyete mekanik. Fòs sede mwayèn, fòs rupture, ak elongasyon soti nan espesimèn koupe soti nan kò a depoze etaj dèyè C611 yo te 118.9 MPa, 237 MPa, ak 6.5% respektivman, esansyèlman satisfè objektif prensipal yo konsepsyon (TS>=215 MPa, YS Greater than or Equal to 115 MPa Greater than 115 MPa, Equal to 115 MPa ).
(3) Konpare ak pwosesis fòme tradisyonèl tankou rivete ak Stamping, etaj dèyè entegre mouri-jete a te reyalize yon rediksyon pwa ki depase 10%. Adopsyon alavni de 200,000 kN die-machin depoze yo kenbe pwomès pou reyalize kout-sik, pri ki ba-, ak segondè-fòs/segondè-manifakti nan fabrikasyon entegre karosriye otomobil.
